第9章典型数控系统及应用导读9.1FANUC数控系统（1）系统在设计中大量采用了模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。（2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工作环境温度为0～45℃，相对湿度为75%，安全可靠。（3）有较完善的保护措施。FANUC对自身的系统采用比较好的保护电路。（4）FANUC系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。对于一般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。（5）提供大量丰富的PMC信号和PMC功能指令，这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧PMC控制程序，而且增加了编程的灵活性。（6）具有很强的DNC功能，系统提供串行RS232C传输接口，使PC和机床之间的数据传输能够可靠完成，从而实现高速的DNC操作。（7）提供丰富的维修报警和诊断功能。FANUC维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。9.1.2FANUC0系列数控系统1.主要功能特点FANUC0系列数控系统分为A型、B型、C型和D型产品，目前在国内使用较多的是普及型FANUC0–D和全功能型FANUC0–C两个子系列，其功能特点如下。（1）采用高速的微处理器芯片FANUC的0系列产品使用Inte180386芯片，1988年以后的产品改用使用Inte180486DX2。（2）采用高可靠性的硬件设计及全自动化生产制造该产品采用了高品质的元器件，并且大量采用了专用VLSI（VeryLargeScaleLntegration，超大规模集成电路）芯片，在一定程度上提高了数控系统的可靠性和系统的集成度。使用表面安装元件（SMD），进一步提高了数控系统的集成度，使数控系统的体积大幅度减小。（3）丰富的系统控制功能在系统的功能上具有刀具寿命管理、极坐标插补、圆柱插补、多边形加工、简易同步控制、Cf轴控制（主轴回转由进给伺服电动机实现，回转位置可与其它进给轴一起参与插补）和Cs轴控制（主轴电机不是进给伺服电机，而是FANUC主轴电机，由装在主轴上的编码器检测主轴位置，可与其它进给轴一起参与插补）、串行和模拟的主轴控制、主轴刚性攻丝、多主轴控制功能、主轴同步控制功能、PLC梯形图显示和PLC梯形图编辑功能（需要编程卡）、PLC轴控制功能等。该系统除了通用的宏程序功能以外，还增加了定制型用户宏程序，这样为用户提供了更大的个性化设计的空间。用户可以通过编程对显示屏幕、处理过程控制等进行编辑，以实现个性化机床的设计。（4）高速高精度的控制FANUC0–C数控系统采用了多CPU方式进行分散处理，实现了高速连续的切削。为了实现在切削路径中的高速、高精度，在系统功能中增加了自动拐角倍率，伺服前馈控制等，大大地减少了伺服系统的误差。对PLC的接口增加了高速M、S、T接口功能，进一步缩短了执行时间，提高了系统的运行速度。为了提高系统处理外部数据的速度，FANUC0–C系统在硬件上增加了远程缓冲控制，系统可以实现高速的DNC操作。（5）全数字伺服控制结构FANUC0–C系统采用全数字伺服控制结构，实现伺服控制的数字化，大大地提高了伺服运行的可靠性和自适应性，改善了伺服的性能。由于实现了全数字的伺服控制，可以实现高速、高精度的伺服控制功能。可以实现伺服波形（位置、偏差、电流）的CRT显示，用于伺服系统的诊断调试。（6）全数字的主轴控制FANUC0–C系统除了模拟主轴接口以外，还提供了串行主轴控制（仅限于使用FANUC的主轴放大器）。主轴控制信号通过光缆与主轴放大器连接，连接方便、简洁、可靠。可以实现主轴的刚性攻丝、定位，双主轴的速度、相位同步以及主轴的Cs轮廓控制。2.基本构成FANUC0系统由数控单元本体，主轴和进给伺服单元以及相应的主轴电机和进给电机，CRT显示器、系统操作面板、机床操作面板，附加的输入／输出接口板（B2），电池盒，手摇脉冲发生器等部件组成，下面对它的主要部件的基本配置做简要的说明。FANUC0系统的CNC单元为大板结构。基本配置有主印刷电路板（PCB）、存储器板、图形显示板、可编程机床控制器板（PMC–M）、伺服轴控制板、输入／输出接口板、子CPU（中央处理器）板、扩展的轴控制板、数控单元电源和DNC控制板。各板插在主印刷电路板上，与CPU的总线相连。FANUC0系统数控单元的结构如图9.1所示，各部件的功能如下。（1）主印刷电路板（PCB）。连接各功能板、故障报警等。主CPU在该板上，用于系统主控。（2）数控单元电源。主要提供+5Ⅴ，+15Ⅴ，-15v，+24Ⅴ，-24Ⅴ直流电源，用于各板的供电，24V直流电源，用于单元内继电器控制。（3）图形显示板。提供图形显示功能，第2、3手摇脉冲发生器接口等。（4）PC板（